[发明专利]奥氏体不锈钢焊缝超声检测缺陷信号的识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声检测缺陷信号的识别方法。

背景技术

奥氏体不锈钢具有耐腐蚀、韧性高、可焊性及综合力学性能好等特点，其在石油、化工及核工业等领域得到了广泛的应用。为了保证奥氏体不锈钢焊接构件的生产质量和在役安全运行，需对其内部缺陷状况进行无损检测。超声脉冲反射波法是当前使用较多的一种无损检测方法，但在利用该方法对奥氏体不锈钢焊缝缺陷进行检测时，要在时域信号中识别缺陷信息是比较困难的。首先由于奥氏体钢冷却时形成了粗大的枝状晶粒；二是面心立方晶格使晶界夹杂的浓度增加，进而致使奥氏体不锈钢对超声信号的散射很大；三是接收的缺陷反射信号强度降低，有用信号被噪声信号所湮没，致使信噪比很低。

为了提高超声检测回波信号的信噪比，增强对缺陷信号的辨识能力，基于软件滤波的技术得到快速发展。其中，小波包技术是超声检测信号噪声抑制处理的有效工具，其在奥氏体不锈钢焊缝超声检测信号的噪声抑制方面也有报道。

目前小波包技术在抑制超声检测信号噪声时广泛采取的方法为阈值噪声抑制处理。在实际的噪声抑制处理过程中，阈值由经验公式获得，这种方式噪声抑制方式的可信度相对较高，但是对于粗晶的奥氏体不锈钢焊缝超声检测信号，现有的传统小波包技术未能实现有效的噪声抑制及缺陷信号识别。尤其对于厚壁焊缝，由于声波穿行距离增大，噪声干扰严重，最终给噪声抑制效果带来很大影响，造成缺陷信号难于识别。

发明内容

本发明是要解决目前奥氏体不锈钢超声检测缺陷信号难于识别的问题，提供奥氏体不锈钢焊缝超声检测缺陷信号的识别方法。

本发明的奥氏体不锈钢焊缝超声检测缺陷信号的识别方法，其具体步骤为：

步骤一：使用超声波换能器利用脉冲反射波法对奥氏体不锈钢焊缝的待测点处进行检测，获取一列A扫描信号a，并在与该待测点的相邻检测点处进行检测，获取另一列A扫描信号b，其中A扫描信号a为待处理信号；

步骤二：选择母小波并确定分解层次，对A扫描信号a进行小波包分解，获得信号a的小波包树及各级细节；

步骤三：选择与步骤二同样的母小波和分解层次，对A扫描信号b进行小波包分解， 获得信号b的小波包树及各级细节；

步骤四：将步骤二获得的信号a的各级细节和步骤三获得的信号b的各级细节做累乘运算，获得累乘的各级细节及相应的小波包树；

步骤五：对累乘的小波包树进行降噪处理，获取噪声抑制后的A扫描信号，然后利用该A扫描信号进行缺陷信号的识别。

本发明的有益效果：和传统意义上的小波包噪声抑制过程相比较，本发明加入了相邻信号各级细节的相关处理，修改后的各级小波系数中噪声信号得到抑制，缺陷信号得到增强，在此基础上的小波阈值化处理及小波重构会得到很好的噪声抑制效果，能有效克服奥氏体不锈钢焊缝缺陷难于识别及定量化测量的问题。

附图说明

图1为本发明奥氏体不锈钢焊缝超声检测缺陷信号的识别方法流程图；图2为具体实施方式二中的信号采集方式示意图；图3为具体实施方式二中获取的待处理A扫描信号a的波形图；图4为具体实施方式二中获取的A扫描信号b的波形图；图5为具体实施方式二获得的噪声抑制后的A扫描信号的波形图；图6为经过常规小波包噪声抑制后的A扫描信号的波形图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的奥氏体不锈钢焊缝超声检测缺陷信号的识别方法，其具体步骤为：

步骤一：使用超声波换能器利用脉冲反射波法对奥氏体不锈钢焊缝的待测点处进行检测，获取一列A扫描信号a，并在与该待测点的相邻检测点处进行检测，获取另一列A扫描信号b，其中A扫描信号a为待处理信号；

步骤二：选择母小波并确定分解层次，对A扫描信号a进行小波包分解，获得信号a的小波包树及各级细节；

步骤三：选择与步骤二同样的母小波和分解层次，对A扫描信号b进行小波包分解，获得信号b的小波包树及各级细节；

步骤四：将步骤二获得的信号a的各级细节和步骤三获得的信号b的各级细节做累乘运算，获得累乘的各级细节及相应的小波包树；

步骤五：对累乘的小波包树进行降噪处理，获取噪声抑制后的A扫描信号，然后利用该A扫描信号进行缺陷信号的识别。

本实施方式步骤一所述的相邻检测点与待测点的距离为0.2mm。

本实施方式步骤五所述的对累乘的小波包树进行降噪处理的方法为：对累乘的小波包树进行噪声标准差估计，并选择阈值及阈值方式进行降噪处理。